光刻工艺流程及未来发展方向
集成电路制造工艺
光刻工艺流程
作者：张少军
陕西国防工业职业技术学院电子信息学院电子****班 24 号 710300 摘要：摘要：光刻(photoetching)是通过一系列生产步骤将晶圆表面薄膜的特定部分除去
的工艺，在此之后，晶圆表面会留下带有微图形结构的薄膜。被除去的部分可能形状是薄膜内的孔或是残留的岛状部分。
关键词：光刻胶；曝光；烘焙；显影；前景
Abstract: photoetching lithography (is) through a series of steps will produce wafer surface film of certain parts of the process, remove after this, wafer surface will stay with the film structure. The part can be eliminated within the aperture shape is thin film or residual island. Keywords: the photoresist, Exposure; Bake; Enhancement; prospects
基本光刻工艺流程— 1 基本光刻工艺流程—从表面准备到曝光
1.1 光刻十步法
表面准备—涂光刻胶—软烘焙—对准和曝光—显影—硬烘焙—显影目测—刻蚀—光刻胶去除—最终目检。
1.2 基本的光刻胶化学物理属性
1.2.1 组成聚合物+溶剂+感光剂+添加剂,普通应用的光刻胶被设计成与紫外线和激光反应，它们称为光学光刻胶（optical resist），还
有其它光刻胶可以与 X 射线或者电子束反应。■负胶：聚合物曝光后会由非聚合态变为聚合状态，形成一种互相粘结的物质，抗刻蚀的，大多数负胶里面的聚合物是聚异戊二烯类型的，早期是基于橡胶型的聚合物。■正胶：其基本聚合物是苯酚-甲醛聚合物，也称为苯酚-甲醛Novolak 树脂，聚合物是相对不可溶的，在用适当的光能量曝光后，光刻胶转变成可溶状态。
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1.2.2 光刻胶的表现要素■分辨率：resolution capability、纵横比-aspect ratio（光刻胶厚度与图形打开尺寸的比值、正胶一般比负胶有更高的纵横比）。■粘结能力：负胶的粘结能力通常比正胶强一些。曝光速度、灵敏性和曝光源：反应速度越快，在光刻蚀区域晶圆的加工速度越快；灵敏性是与导致聚合或者光溶解发生所需要的能量总和相关的；波长越短的射线能量越高。■工艺宽容度：工艺维度越宽，在晶圆表面达到所需要尺寸的可能性就越大。■针孔：针孔是光刻胶层尺寸非常小的空穴，光刻胶层越薄，针孔越多，典型的权衡之一；微粒和污染水平、阶梯覆盖度和热流程。 1.2.3 正胶和负胶的比较直到20 世纪 70 年代中期，负胶一直在光刻工艺中占主导地位，到 20 世纪 80 年代，正胶逐渐被接受。两者相比优缺点如下：正胶的纵横比更高、负胶的粘结力更强曝光速度更快、正胶的针孔数量更好阶梯覆盖度更好，但成本更高、正胶使用水溶性溶剂显影而负胶使用有机溶剂显影。光刻胶的物理属性 1.2.4 光刻胶的物理属性■固体含量：
solid content 一般在 20%-40%。■粘度：测试方法有落球粘度计量器、Ostwalk-Cannon-Fenske 方法、转动风向标法、粘度单位是厘泊（centipoise），另一种单位称为 kinematic 粘度，它是 centistoke，由粘度（厘泊）除以光刻胶密度而得到，默认温度为 25 度。■折射系数：index of refraction，对于光刻胶其折射率和玻璃接近约为1.45。■储存与控制：光热敏感度、粘性敏感度、清洁度……
1.3 光刻工艺剖析
1.3.1 1.3.1 表面准备■微粒清除：高压氮气吹除、化学湿法清洗、旋转刷刷洗、高压水流。■脱水烘焙：低温烘焙（150~200℃），憎水性-hydrophobic 亲水性-hydrophilic ■晶圆涂底胶：HMDS（六甲基乙硅烷）沉浸式涂底胶、旋转式涂底胶、蒸气式涂底胶。
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1.3.2 涂光刻胶普通的光刻胶涂胶方法有三种：刷法、滚转方法和浸泡法，IC 封装用光刻胶的涂布方法如下：静态涂胶工艺、动态喷洒、移动手臂喷洒、手动旋转器、自动旋转器、背面涂胶。 1.3.3 软烘焙热传递的三种方式：传导、对流和辐射；常用的软烘焙加热方式如下：对流烘箱、手工热板、内置式单片晶圆加热板、移动带式热板、移动带式红外烘箱、微波烘焙、真空烘焙。对准和曝光（ 1.3.4 对准和曝光（A&E））■对准系统的性能表现：对准系统包含两个主要子系统、一个是要把图形在晶圆表面上准备定位，另一个是曝光子系统，包括一个曝光光源和一个将辐射光线导向晶圆表面上的机械装置；■对准
与曝光系统：光学（接触式、接近式、投影式、步进式），非光学（X 射线、电子束）；■曝光光源：高压汞灯、准分子激光器、X 射线及电子束。■对准法则：第一个掩膜版的对准是把掩膜版上的 Y 轴与晶圆上的平边成90°放置，接下来的掩膜都用对准标记（又称靶）与上一层带有图形的掩膜对准。对准误差称为未对准（misalignment）。■曝光后烘焙（PEB）：驻波是使用光学曝光和正性光刻胶时出现的问题，一种减少驻波效应的方法是在曝光后烘焙晶圆，PEB 的时间和温度的规格是烘焙方法、曝光条件以及光刻胶化学所决定的。
2 基本光刻工艺流程—从曝光到最终检验基本光刻工艺流程—
2.1 显影
通过对未聚合光刻胶的化学分解来使图案显影，显影技术被设计成使之把完全一样的掩膜版图案复制到光刻胶上。 2.1.1 负光刻胶显影二甲苯或 stoddart 溶剂显影，n-丁基醋酸盐冲洗。
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2.1.2 正光刻胶显影碱（氢氧化钠或氢氧化钾）+水溶液、或叠氮化四甲基铵氢氧化物的溶液（T
MAH）。2.1.3 湿法显影沉浸-增加附属方法提高显影工艺，机械搅动、超声波或磁声波等；喷射-对负胶而言是标准工艺，对温度敏感的正胶却不是很有效，隔热冷却（adiabatic cooling）；混凝-是用以获得正胶喷射显影工艺优点的一种工艺变化；等离子去除浮渣-不完全显影造成的一个特俗困难叫做浮渣（scumming），用氧等离子去除。干法（或等
离子） 2.1.4 干法（或等离子）显影干法光刻胶显影要求光刻胶化学物的曝光或未曝光的部分二者之一易于被氧等离子体去除，换言之图案的部分从晶圆表面上氧化掉，一种DESIRE 的干法显影工艺会使用甲基硅烷和氧等离子体。
2.2 硬烘焙
与软烘焙一样通过溶液的蒸发来固化光刻胶，常见工艺流程如下:显影—检验—硬烘焙—刻蚀；显影/烘焙—检验—刻蚀；显影/烘焙—检验—重新烘焙—刻蚀；硬烘焙温度的上限是以光刻胶流动点而定，高温烘焙会产生边缘线等不良现象。
显影检验（2.3 显影检验（develop inspect DI））
目的是区分那些有很低可能性通过最终掩膜检验的晶圆、提供工艺性能和工艺控制数据、以及分拣出需要重做的晶圆。晶圆被返回掩膜工艺称为重新工艺处理（rework 或redo）<10% 比较理想。2.3.1 2.3.1 检验方法人工检验倍检验）显微镜检验（1 、（随机抽样random sampling）关键尺寸、（Critical Dimension，CD）、自动检验。5% 第4 页/共9 页
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2.3.2 2.3.2 显影检验拒收的原因检验遵循“首先-不足”（first-fail basis）原理，碎晶圆、划伤、污染、小孔、MA、桥接、不完全显影、光刻胶翘起、曝光不足、无光刻胶、光刻胶流动、不正确的掩膜版、CD……
2.4 2.4 刻蚀
主要有湿法和干法刻蚀，两种方法的主要目标是将光刻掩膜版上的图
案精确地转移到晶圆的表面，其他刻蚀工艺的目标包括一致性、边缘轮廓控制、选择性、洁净度和所有权成本最低化。2.4.1 湿法刻蚀历史上的刻蚀方法一直是使用液体刻蚀剂沉浸的技术，对于晶圆被刻蚀剂污染的担忧由增加出口过滤器（point-of-use filter）来解决；不安完全刻蚀、过刻蚀（overetch）、各向异性刻蚀（anisotropic）、各向同性刻蚀（isotropic）、底切（undercutting）、选择性（selectivity）。■硅湿法刻蚀：硝酸加氢氟酸的混合水溶液，醋酸等可用来控制放热反应。■二氧化硅湿法刻蚀：基本的刻蚀剂是氢氟酸(HF)，实际中用49%的氢氟酸与水或氟化胺与水混合。氟化胺[NH
艺要求冲洗和干燥步骤；液体化学品有毒害；湿法工艺具有潜在的污染；光刻胶粘结力的失效导致底切。干法刻蚀（ 2.4.2 干法刻蚀（dry etching））等离子体、离子束打磨（刻蚀）和反应离子刻蚀（RIE）第 5 页/共 9 页
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■等离子体刻蚀：桶形刻蚀机（barrel etcher）平面等离子刻蚀机、、电子回旋加速器共振(ECR)、高密度反射电子、Helicon 波、感应耦合等离子（ICP）、变压器耦合等离子体(TCP)等；等离子体系统的刻蚀率由系统设计和化学品两个主要因素决定，其它因素是离子浓度和系统压力；辐射损伤（对晶圆的辐射 radiation 或对等离子体 plasma 的损伤、非导体损耗 dielectric wearout、下游等离子体 downstream plasma）；选择性是等离子体刻蚀工艺的一个主要的考虑事项，用于控制选择性的 4 种方法是刻蚀气体配比的选择、刻蚀率、接近工艺结束时的气体稀释来减缓对下层的刻蚀、在系统中使用结束点探测器，其他关注的问题还有：污染、残余物、腐蚀以及所有权成本。■离子束刻蚀：离子束刻蚀是一个物理工艺，动力传输（momentum transfer）喷溅刻蚀、（sputter etching）或离子打磨（ion milling）；材料的去除是非常有方向性（各向异性），导致良好的小开口区域的精密度，因为是物理工艺，离子打磨的选择性差。■反应离子刻蚀（RIE）：结合了前二者的优点，一个主要优点是在刻蚀硅层上的二氧化硅层，RIE 系统已成为用于最先进生产线中的刻蚀系统。
2.5 光刻胶的去除
光刻胶去除剂被分成综合去除剂和专用于正胶及负胶的去除剂，它们也根据晶圆表层类型被分成有金属的和无金属的。■无金属表面的湿法去除：硫酸和氧化剂溶液（过氧化氢或过硫酸盐胺）、硝酸做氧化剂。■有金属
表面的湿法化学去除：酚有机去除剂、溶液/ 胺去除剂、特殊湿法去除剂。■干法去胶：等离子场把氧气激发到高能状态，因而将光刻胶成分氧化为气体由真空泵从反应室吸走 Ashing。■离子注入后和等离子去胶：一般地用干法工艺来去除或减少光刻胶，然后加以湿法工艺。
2.6 最终目检
与显影检测是一样的规程，只是大多数的拒收是无法挽回的，在显影目检中应已被区分并从批料中拿出的晶圆叫做“显影目检漏掉”（develop inspect escapes）。
3 高级光刻工艺
3.1ULSI/VLSI 集成电路图形处理过程中存在的问题 3.1ULSI/VLSI 集成电路图形处理过程中存在的问题
光学曝光设备的物理局限、光刻胶分辨率的限制、许多与晶片表面有关的问题；使用光学光刻技术解析 0.5 微米和 0.3 微米的图形需要对虚像（aerial images）有很好的控制，控制方
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法主要从三个方面入手：光学系统分辨率、光刻胶分辨率和晶片表面问题，第四个方面是刻蚀图形定义问题。
3.2 光学系统分辨率控制
（光刻分辨率工艺路线图）线→I 线+ARI→I 线+OAI/深紫外光/深紫外光+OAI 或PSM→I 线 I + OAI 或 PSM/深紫外光+ARI 或OAI→I 线+PSM/深紫外光+OAI 或PSM→深紫外光+PSM（最小分辨率减小，ARI 环形灯光源、OAI 偏轴光源、PSM 相位偏移掩膜）。■改进的曝光源：紫外光 UV 和深紫外光 DUV，汞灯（I 线 365nm 紫外线 313nm、深紫外线 245nm）。■受激准分子激光器：XeF 351nm XeCl 308nm RF 248nm AF 193nm。■聚焦离子束：系统稳定性非常差。■X 射线：需要特制掩膜版（金做阻挡层）、成本非常高。■电子束：电子束光刻是一门成熟的技术，无需掩膜版，直接书写（direct writing），光刻胶曝光顺序分为光栅式和矢量式；成本也比较高。 H 线 405nm G 线 436nm 中
3.3 其他曝光问题
镜头的数值孔径（NA）、可变数值孔径透镜（景深 DOF 和视野）、离轴光线；对比效应、景物反差；周相移动掩膜版（PSM）、（交互狭缝AAPSM、亚分辨率及镶边）周向移动掩膜版；光学临近纠偏掩膜版（OPC）；环孔照射（annular ring illumination）。
掩膜版薄膜（ 3.4 掩膜版薄膜（pellicle））
是一层在框架上拉伸平铺的无色有机聚合物薄膜，用硝化纤维 NC 或醋酸纤维 AC 制成。
3.5 晶圆表面问题
（表面的反射率、表面地形差异、多层刻蚀等等）光刻胶的光散射现象；
光刻胶里面的光反射现象；防反射涂层（ARC）/上涂防反射层（TAR）；驻波问题，用 PEB 曝光后烘焙、染色剂、防反射涂层等方式改善；平整化解决景深问题，解决阶梯处由光反射造成的金属图形凹口等问题。
3.6 先进的光刻胶工艺
复层光刻胶/
3.6.1 复层光刻胶/表面成像双层或三层光刻胶工艺，便携式共形层（portable conformal layer）。
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硅烷化作用/DESIRE 3.6.2 硅烷化作用/DESIRE 工艺、（TSI, top surface image）。扩散加强硅烷化光刻胶，硅烷化反应（silyation process）顶面成像
3.7 化学机械研磨（CMP）3.7 化学机械研磨（CMP）
可以达到晶圆表面整体平整化；研磨移去所有表面物质；适用于多种物质表面；使高质量的铜制程和铜化金属层称为可能；避免使用有毒气体；费用低。主要参数如下：研磨垫的构成、研磨垫的压力、研磨垫旋转速度、机台旋转速度、磨粉浆的流速、磨粉浆的化学成分、磨粉浆的物质选择性、表面物质、几何图形。 3.7.1 研磨垫由铸型用聚亚氨酯泡沫材料和填料、聚亚胺酯填充垫等制成，具有多孔性、压缩性和硬度等特性。3.7.2 磨粉浆细小的硅石、三氧化二硅、添加剂等，关键参数是PH 值、流动力学参数和磨粉浆刻蚀选择性。3.7.3 研磨速度主要影响因素有研磨垫的参数、磨粉浆的种类和磨粉尺寸、磨粉浆化学
组成等。3.7.4 平整性随着多层金属设计的采用，平整性并不易达到，铜、钨连接柱、钽、IDL 等挑战。3.7.5 化学研磨后的清洗机械刷拂去或用高压水柱冲去，化学清洁一般采用与其它FEOL 清洗相同的技术，需特别注意铜污染。3.7.6CMP 3.7.6CMP 设备晶圆搬运机械手、在线测量和洁净度监测装置，目标是“干进干出”。
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3.8 光学光刻的前景
由于X 射线和电子束光刻技术的费用昂贵，光学系统可持续改进以满足更小图形尺寸的要求，在无光学系统技术占领半导体以前，“亚深紫外线”可能会成为下一个重要的光学光刻技术进步。
参考文献
[1] 庄同曾. 集成电路制造工艺. 北京:电子工业出版社,2005.
光刻工艺流程
光刻工艺流程 Lithography Process 摘要：光刻技术（lithography technology)是指集成电路制造中利用光学—化学反应原理和化学，物理刻蚀法，将电路图形传递到单晶表面或介质层上，形成有效图形窗口或功能图形的工艺技术。光刻是集成电路工艺中的关键性技术，其构想源自于印刷技术中的照相制版技术。光刻技术的发展使得图形线宽不断缩小，集成度不断提高，从而使得器件不断缩小，性能也不断提利用高。还有大面积的均匀曝光，提高了产量，质量，降低了成本。我们所知的光刻工艺的流程为：涂胶→前烘→曝光→显影→坚膜→刻蚀→去胶。 Abstract:Lithography technology is the manufacture of integrated circuits using optical - chemical reaction principle and chemical, physical etching method, the circuit pattern is transferred to the single crystal surface or the dielectric layer to form an effective graphics window or function graphics technology.Lithography is the key technology in integrated circuit technology, the idea originated in printing technology in the photo lithographic process. Development of lithography technology makes graphics width shrinking, integration continues to improve, so that the devices continue to shrink, the performance is also rising.There are even a large area of exposure, improve the yield, quality and reduce costs. We know lithography process flow is: Photoresist Coating → Soft bake → exposure → development →hard bake → etching → Strip Photoresist. 关键词：光刻，涂胶，前烘，曝光，显影，坚膜，刻蚀，去胶。 Key Words:lithography,Photoresist Coating,Soft bake,exposure,development,hard bake ,etching, Strip Photoresist. 引言： 光刻有三要素：光刻机；光刻版（掩模版）；光刻胶。光刻机是IC晶圆中最昂贵的设备，也决定了集成电路最小的特征尺寸。光刻机的种类有接触式光刻机、接近式光刻机、投影式光刻机和步进式光刻机。接触式光刻机设备简单，70年代中期前使用，分辨率只有微
光刻工艺简要流程介绍
光刻工艺是半导体制造中最为重要的工艺步骤之一。主要作用是将掩膜板上的图形复制到硅片上，为下一步进行刻蚀或者离子注入工序做好准备。光刻的成本约为整个硅片制造工艺的1/3，耗费时间约占整个硅片工艺的40～60%。 光刻机是生产线上最贵的机台，5～15百万美元/台。主要是贵在成像系统（由15～20个直径为200～300mm的透镜组成）和定位系统（定位精度小于10nm）。其折旧速度非常快，大约3～9万人民币/天，所以也称之为印钞机。光刻部分的主要机台包括两部分：轨道机（Tracker），用于涂胶显影；扫描曝光机（Scanning)光刻工艺的要求：光刻工具具有高的分辨率；光刻胶具有高的光学敏感性；准确地对准；大尺寸硅片的制造；低的缺陷密度。 光刻工艺过程 一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀、检测等工序。 1、硅片清洗烘干（Cleaning and Pre-Baking） 方法：湿法清洗＋去离子水冲洗＋脱水烘焙（热板150～2500C,1～2分钟，氮 气保护） 目的：a、除去表面的污染物（颗粒、有机物、工艺残余、可动离子）；b、除去水蒸气，是基底表面由亲水性变为憎水性，增强表面的黏附性（对光刻胶或者是 HMDS-〉六甲基二硅胺烷）。 2、涂底（Priming) 方法：a、气相成底膜的热板涂底。HMDS蒸汽淀积，200～2500C,30秒钟；优点：涂底均匀、避免颗粒污染；b、旋转涂底。缺点：颗粒污染、涂底不均匀、HMDS 用量大。
目的：使表面具有疏水性，增强基底表面与光刻胶的黏附性。 3、旋转涂胶（Spin-on PR Coating） 方法：a、静态涂胶（Static）。硅片静止时，滴胶、加速旋转、甩胶、挥发溶剂（原光刻胶的溶剂约占65～85%,旋涂后约占10～20%）； b、动态（Dynamic）。低速旋转（500rpm_rotation per minute）、滴胶、加速 旋转（3000rpm）、甩胶、挥发溶剂。 决定光刻胶涂胶厚度的关键参数：光刻胶的黏度（Viscosity），黏度越低，光刻胶的厚度越薄；旋转速度，速度越快，厚度越薄； 影响光刻胶厚度均运性的参数：旋转加速度，加速越快越均匀；与旋转加速的时 间点有关。 一般旋涂光刻胶的厚度与曝光的光源波长有关（因为不同级别的曝光波长对应不 同的光刻胶种类和分辨率）： I-line最厚，约0.7～3μm；KrF的厚度约0.4～0.9μm；ArF的厚度约0.2～ 0.5μm。 4、软烘（Soft Baking） 方法：真空热板，85～120℃,30～60秒； 目的：除去溶剂（4～7%）；增强黏附性；释放光刻胶膜内的应力；防止光刻胶 玷污设备； 边缘光刻胶的去除（EBR，Edge Bead Removal）。光刻胶涂覆后，在硅片边缘的正反两面都会有光刻胶的堆积。边缘的光刻胶一般涂布不均匀，不能得到很好的图形，而且容易发生剥离（Peeling）而影响其它部分的图形。所以需要去除。
track工艺介绍
导轨工艺简介 涂胶基本流程 ? HP ：HOT PLATE IND ：INDEXER AH ：ADHESION CHAMBER WITH HP ? AC ：ADHESION CHAMBER WITH CP SC ：SPIN COATER ? TR ：TRANSFER UNIT 涂胶前处理（PRIMING ） ? 目的：增加圆片衬底与光刻胶的粘附性 ? 化学试剂：HMDS （ 六甲基二硅胺 ） ? 气相涂布方法：1。常温下的HMDS 批处理箱 2。高温低真空下的HMDS 批处理箱 3。高温低真空下（高温下）的HMDS 单片处理模块 ? 确认HMDS 的效果用接触角计测量，一般要求大于65度 ? 前处理注意事项 DNS 涂胶系统图：
? 来片衬底必须是干净和干燥的 ? HMDS 处理后应及时涂胶 ? HMDS 处理不能过度 ? 安全使用HMDS 涂胶（COATING ） ? 影响光刻胶厚度和均匀性的主要参数： ? 环境温度 ? 环境湿度 ? 排风净压力 ? 光刻胶温度 ? 光刻胶量 ? 旋转马达的精度和重复性 ? 回吸量 ? 预旋转速度，预旋转时间，最终旋转速度，最终旋转时间，最终旋转加速度 软烘 （ SOFTBAKE ） 3 1 N 2 IN HMDS V APOR
软烘目的： ?去除光刻胶中的溶剂 ?增加粘附性 ?提高E0的稳定性 ?减少表面张力 软烘方法： ?热对流烘箱 ?红外线辐射 ?接触式（接近式）热版 ?软烘的关键控制点是温度和时间 显影前烘焙（PEB） ?目的：降低或消除驻波效应 ?PEB温度一般要求比软烘高15-20度 ?PEB一般采用接触式或接近式热板烘焙?PEB的关键控制点是温度与时间 显影（DEVELOPER） 目的： 简单的说就是去除已曝光部分的光刻胶 显影方法： ?浸润显影（IMMESRSION）
track光刻胶显影工艺
TRACK工艺简介 潘川2002/1/28 摘要 本文简要介绍关于涂胶、显影工艺的一些相关内容。 引言 超大规模IC对光刻有五个基本要求，即：高分辨率、高灵敏度、精密的套刻对准、低缺陷和大尺寸上的加工问题（如温度变化引起晶圆的胀缩等）。这五个基本要求中，高分辨率、高灵敏度和低缺陷与涂胶、显影工艺有很密切的关系。 第一节涂胶工艺 1光刻胶 光刻胶主要由树脂（Resin）、感光剂（Sensitizer）及溶剂（Solvent）等不同材料混合而成的，其中树脂是粘合剂（Binder）, 感光剂是一种光活性（Photoactivity）极强的化合物，它在光刻胶内的含量和树脂相当，两者同时溶解在溶剂中，以液态形式保存。除了以上三种主要成分以外，光刻胶还包含一些其它的添加剂（如稳定剂，染色剂，表面活性剂）。 光刻胶分为正胶和负胶。负胶在曝光后会产生交联（Cross Linking）反应，使其结构加强而不溶解于显影液。正胶曝光后会产生分解反应，被分解的分子在显影液中很容易被溶解，从而与未曝光部分形成很强的反差。因负胶经曝光后，显影液会浸入已交联的负性光刻胶分子内，使胶体积增加，导致显影后光刻胶图形和掩膜版上图形误差增加，故负胶一般不用于特征尺寸小于0.3um的制造。典型的正胶材料是邻位醌叠氮基化合物，常用的负胶材料是聚乙稀醇肉桂酸酯。CSMC-HJ用的是正性光刻胶。
在相同的光刻胶膜厚和曝光能量相同时，不同光刻胶的感光效果不同。在一定的曝光波长范围内，能量低而感光好的胶称为灵敏度，反之则认为不灵敏。我们希望在能满足光刻工艺要求的情况下，灵敏度越大越好，这样可减少曝光时间，从而提高产量。 2涂胶 涂胶是在结净干燥的圆片表面均匀的涂一层光刻胶。常用的方法是把胶滴在圆片上，然后使圆片高速旋转，液态胶在旋转中因离心力的作用由轴心沿径向飞溅出去，受附着力的作用，一部分光刻胶会留在圆片表面。在旋转过程中胶中所含溶剂不断挥发，故可得到一层分布均匀的胶膜。 涂胶过程有以下几个步骤： 1.1涂胶前处理（Priming）： 要使光刻胶精确地转移淹膜版上的图形，光刻胶与圆片之间必须要有良好的粘附。在涂胶之前，常采用烘烤并用HMDS（六甲基二硅胺）处理的方法来提高附着能力。 因圆片表面通常含有来自空气中的水分子，在涂胶之前，通常将圆片进行去水烘烤以蒸除水分子。我们一般采用100℃/5s.经过烘烤的片子，涂一层增粘剂HMDS。 涂HMDS的方法通常有两种，一种是旋转涂布法，这种方法的原理同光刻胶的涂布方法。另一种是汽相涂底法（Vapor Priming）,是将气态的HMDS在圆片表面形成一层薄膜。汽相涂底法效率高，受颗粒影响小， 目前生产中大多采用此法，并与去水烘烤在同一容器中完成。CSMC-HJ
第九章_基本光刻工艺流程-显影到最终检验
第九章基本光刻工艺流程-曝光到最终检验概述 在本章，将解释从光刻胶的显影到最终检验所使用的基本方法。本章末尾将涉及膜版工艺的使用和定位错误的讨论。 目的 完成本章后您将能够： 1.划出晶圆在显影之前及之后的剖面图。 2.列出显影的方法。 3.解释硬烘焙的方法和作用。 4.列出晶圆在显影检验时被拒绝的至少五个原因。 5.划出显影-检验-重做工作过程的示意图。 6.解释湿法刻蚀和干法刻蚀的方法和优缺点。 7.列出从氧化膜和金属膜上去除光刻胶的机器 8.解释最终检验的方法和作用。 显影 晶圆完成定位和曝光后，器件或电路的图案被以曝光和未曝光区域的形式记录在光刻胶上（图9.1）。通过对未聚合光刻胶的化学分解来使图案显影。显影技术被设计成使之把完全一样的膜版上图案复制到光刻胶上。不良的显影工艺造成的问题是不完全显影，它会导致开孔的不正确尺寸，或使开孔的侧面内凹。在某些情况下，显影不够深而在开孔内留下一层光刻胶。第三个问题是过显影它会过多地从图形边缘或表面上去除光刻胶。要在保证开孔的直径一致和由于清洗深孔时液体不易进入而造成的清洗困难的情况下保持具有良好形状的开孔是一个特殊的挑战。 负和正的光刻胶有不同的显影性质并要求不同的化学品和工艺。 负光刻胶显影 在光刻胶上成功地使图案显影要依靠光刻胶的曝光机理。负光刻胶暴露在光时会有一个聚合的过程它会导致光刻胶聚合在显影液中分解。在两个区域间有足够高的分解率以使聚合的区域只失去很小部分光刻胶。对于大多数的负光刻胶显影二甲苯是受欢迎的化学品。它也在作负光刻胶中作溶液使用。显影完成前还要进行冲洗。对于负光刻胶，通常使用n-丁基醋酸盐作为冲洗化学品，因为它既不会使光刻胶
光刻工艺
光刻工艺过程 一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、刻蚀、检测等工序。 1、硅片清洗烘干（Cleaning and Pre-Baking） 方法：湿法清洗＋去离子水冲洗＋脱水烘焙（热板150～2500C,1～2分钟，氮气保护） 目的：a、除去表面的污染物（颗粒、有机物、工艺残余、可动离子）；b、除去水蒸气，是基底表面由亲水性变为憎水性，增强表面的黏附性（对光刻胶或者是HMDS-〉六甲基二硅胺烷）。 2、涂底（Priming） 方法：a、气相成底膜的热板涂底。HMDS蒸气淀积，200～2500C,30秒钟；优点：涂底均匀、避免颗粒污染；b、旋转涂底。缺点：颗粒污染、涂底不均匀、HMDS用量大。 目的：使表面具有疏水性，增强基底表面与光刻胶的黏附性。 3、旋转涂胶（Spin-on PR Coating） 光阻涂布 晶圆上微米厚度等级的光阻，是采用旋转离心（spin-coating）的方式涂布上去。其典型程序包括： (1)晶圆表面前处理(pre-baking)：即在150°C下烘烤一段时间。若表面无氧化层，要另外先上助粘剂(primer)，如HMDS，再降回室温。换言之，芯片表面在涂敷光阻前要确保是亲水性（hydrophilic）。 (2)送晶圆上真空吸附的转台，注入（dispensing）光阻，开始由低转速甩出多余的光阻并均布之，接着以转速数千rpm，减薄光阻至所需厚度。 (3)将晶圆表层光阻稍事烤干定型，防止沾粘。但不可过干过硬，而妨碍后续的曝光显影。 一般光阻涂布机的涂布结果是厚度不均。尤其在晶圆边缘部份，可能厚达其它较均匀部份的光阻3倍以上。另外，为了确保光阻全然涂布到整片晶圆，通常注入光阻的剂量，是真正涂布粘着在晶圆上之数十甚至数百倍，极其可惜；因为甩到晶圆外的光阻中有机溶剂迅速挥发逸散，成份大变，不能回收再使用。 厚光阻 德国Karl-Suss公司开发了一种新型的光阻涂布机，称为GYRSET?，如图2-9所示，其卖点在于强调可减少一半的光阻用量，且得出更均厚的光阻分布。其原理极为单纯：只是在真空转台上加装了跟着同步旋转的盖子。如此一来，等于强迫晶圆与盖子之间的空气跟着旋转，那么光阻上便无高转速差的粘性旋转
光刻工艺流程及未来发展方向
集成电路制造工艺 光刻工艺流程 作者：张少军 陕西国防工业职业技术学院电子信息学院电子****班 24 号 710300 摘要：摘要：光刻(photoetching)是通过一系列生产步骤将晶圆表面薄膜的特定部分除去 的工艺，在此之后，晶圆表面会留下带有微图形结构的薄膜。被除去的部分可能形状是薄膜内的孔或是残留的岛状部分。 关键词：光刻胶；曝光；烘焙；显影；前景 Abstract: photoetching lithography (is) through a series of steps will produce wafer surface film of certain parts of the process, remove after this, wafer surface will stay with the film structure. The part can be eliminated within the aperture shape is thin film or residual island. Keywords: the photoresist, Exposure; Bake; Enhancement; prospects 基本光刻工艺流程— 1 基本光刻工艺流程—从表面准备到曝光 1.1 光刻十步法 表面准备—涂光刻胶—软烘焙—对准和曝光—显影—硬烘焙—显影目测—刻蚀—光刻胶去除—最终目检。 1.2 基本的光刻胶化学物理属性 1.2.1 组成聚合物+溶剂+感光剂+添加剂,普通应用的光刻胶被设计成与紫外线和激光反应，它们称为光学光刻胶（optical resist），还
光刻工艺介绍
光刻工艺介绍 一、定义与简介 光刻是所有四个基本工艺中最关键的，也就是被称为大家熟知的photo，lithography，photomasking, masking, 或microlithography。在晶圆的制造过程中，晶体三极管、二极管、电容、电阻和金属层的各种物理部件在晶圆表面或表层内构成，这些部件是预先做在一块或者数块光罩上，并且结合生成薄膜，通过光刻工艺过程，去除特定部分，最终在晶圆上保留特征图形的部分。 光刻其实就是高科技版本的照相术，只不过是在难以置信的微小尺寸下完成，现在先进的硅12英寸生产线已经做到22nm，我们这条线的目标6英寸砷化镓片上做到0.11um。光刻生产的目标是根据电路设计的要求，生成尺寸精确的特征图形，并且在晶圆表面的位置正确且与其它部件的关联正确。
二、光刻工艺流程介绍 光刻与照相类似，其工艺流程也类似： 实际上，普通光刻工艺流程包括下面的流程：
1)Substrate Pretreatment 即预处理，目的是改变晶圆表面的性质， 使其能和光刻胶（PR）粘连牢固。主要方法就是涂HMDS，在密闭腔体内晶圆下面加热到120℃，上面用喷入氮气加压的雾状HMDS，使得HMDS和晶圆表面的-OH健发生反应已除去水汽和亲水健结构，反应充分后在23℃冷板上降温。该方法效果远比传统的热板加热除湿好。 2)Spin coat即旋转涂光刻胶，用旋转涂布法能提高光刻胶薄膜的 均匀性与稳定性。光刻胶中主要物质有树脂、溶剂、感光剂和其它添加剂，感光剂在光照下会迅速反应。一般设备的稳定工作最高转速不超过4000rpm，而最好的工作转速在2000～3000rpm。 3)Soft Bake(Pre-bake)即软烘，目的是除去光刻胶中溶剂。一般是 在90℃的热板中完成。 4)Exposure即曝光，这也是光刻工艺中最为重要的一步，就是用 紫外线把光罩上的图形成像到晶圆表面，从而把光罩上面的图形转移到晶圆表面上的光刻胶中。这一步曝光的能量(Dose)和成像焦点偏移(Focus offset)尤为重要. 5)Post Exposure Bake(PEB)即后烘，这是非常重要的一步。在 I-line光刻机中，这一步的目的是消除光阻层侧壁的驻波效应，
07工艺-光刻介绍
集成电路工艺之
光刻
1、基本描述和过程 2、光刻胶 3、光刻机 4、光源 5、光刻工艺 6、新技术简介
光刻
IC 工艺流程
Materials IC Fab Metallization Wafers Thermal Processes Masks Implant PR strip Etch PR strip Packaging CMP Dielectric deposition Test
IC 制造
e-Beam or Photo
EDA
Mask or Reticle
Ion Implant
PR
Etch
Chip
Photolithography
Final Test
Photolithography IC Design
EDA: 自动化电子设计 PR: 光刻胶
光刻基本介绍
? 在硅片表面匀胶，然后将掩模版上的图形转移光刻 胶上的过程 ? 将器件或电路结构临时“复制”到硅片上的过程。 ? 光刻在整个硅片加工成本中几乎占三分之一。 ? 光刻占40%到 50% 的流片时间。 ? 决定最小特征尺寸。 IC制程中最重要的模块,是集成电路中关键的 工艺技术，最早的构想来源于印刷技术中的照相制 版。光刻技术最早于1958年开始应用，并实现了平 面晶体管的制作。
光刻的基本步骤
? ? ? ? ? ? ? ? ? 硅片清洗 前烘和前处理 光刻胶涂布 匀胶后烘 对准和曝光 曝光后烘 显影 显影后烘 图形检查
涂胶
曝光 显影
硅片清洗
Clean Gate Oxide Primer
前烘和前处理
Polysilicon STI P-Well USG STI
Polysilicon USG P-Well
光刻工艺问答
光刻工艺问答
PHOTO 流程? 答：上光阻→曝光→顯影→顯影後檢查→CD量測→Overlay量測 何为光阻？其功能为何？其分为哪两种？ 答：Photoresist(光阻).是一种感光的物质，其作用是将Pattern从光罩(Reticle)上传递到Wafer上的一种介质。其分为正光阻和负光阻。 何为正光阻? 答：正光阻，是光阻的一种，这种光阻的特性是将其曝光之后，感光部分的性质会改变，并在之后的显影过程中被曝光的部分被去除。 何为负光阻? 答：负光阻也是光阻的一种类型，将其曝光之后，感光部分的性质被改变，但是这种光阻的特性与正光阻的特性刚好相反，其感光部分在将来的显影过程中会被留下，而没有被感光的部分则被显影过程去除。 什幺是曝光？什幺是显影？ 答：曝光就是通过光照射光阻，使其感光；显影就是将曝光完成后的图形处理，以将图形清晰的显现出来的过程。 何谓 Photo? 答：Photo=Photolithgraphy,光刻，将图形从光罩上成象到光阻上的过程。Photo主要流程为何? 答：Photo的流程分为前处理，上光阻，Soft Bake, 曝光，PEB，显影，Hard Bake 等。 何谓PHOTO区之前处理? 答：在Wafer上涂布光阻之前，需要先对Wafer表面进行一系列的处理工作，以使光阻能在后面的涂布过程中能够被更可靠的涂布。前处理主要包括Bake，HDMS等过程。其中通过Bake将Wafer表面吸收的水分去除，然后进行HDMS工作，以使Wafer表面更容易与光阻结合。 何谓上光阻? 答：上光阻是为了在Wafer表面得到厚度均匀的光阻薄膜。光阻通过喷嘴（Nozzle）被喷涂在高速旋转的Wafer表面，并在离心力的作用下被均匀的涂布在Wafer的表面。
半导体TRACK换液(丙酮、PR、显液)规范
TRACK换液（丙酮、光刻胶、显液）规范 兼职广告任务网 https://www.sodocs.net/doc/de17349304.html, 分发部门总 经 办 管 代 行 政 部 人力 资源 部 生 产 一 部 生 产 二 部 生 产 三 部 品 检 部 研 发 部 市场 营销 部 采 购 部 财 务 部 项 目 部 动力 保障 部 文 控 中 心 档 案 室 分发范围分发份数
一、目的：熟悉TRACK换液程序，保证安全作业生产 二、更换光刻胶胶 图1 光刻胶胶管路图 1、更换同种光刻胶胶 1）把空瓶拿走,装上新光阻瓶,盖好盖子 2）打开前面管路2#缓冲排气阀(由于缓冲杯中有较大的气,经由2#排走) 3）慢慢打开1#针阀,连接N2到光阻瓶盖上,把光阻压入缓冲杯,液位sensor亮,此时除去N2管,同时关掉2#阀 4）由光刻胶泵排掉适量管路中的光阻 2、更换不同种（或新与旧）光刻胶胶 1）把光阻瓶拿走,打开光刻胶泵直到喷嘴没有光阻滴出 2）把原来放光阻瓶的位置换上丙酮瓶,作清洗 3）打开2#缓冲排气阀 4）慢慢打开1#针阀,连接N2到光阻瓶盖上,把光阻压入缓冲瓶,液位sensor亮,除去N2管,同时关掉2#阀 5）打开3#排液阀 6）慢慢打开1#针阀,连接N2到光阻瓶盖上,把光阻压入接过滤器的排液管路, 除去N2管,关闭3#阀 7）启动光刻胶泵直接纯净的丙酮排出后,再停止光刻胶泵 8）再启动光刻胶泵,直接没有液体从喷嘴中排出 9）换上新的光刻胶瓶, 10）打开2#缓冲排气阀
11）慢慢打开1#针阀,连接N2到光刻胶瓶盖上,把光阻压入缓冲杯中直至液位sensor亮,关掉2#缓冲阀 12）更换完成 三、更换丙酮 1、打开丙酮柜门，，将氮气阀门关闭，拉出丙酮柜子，开启罐盖 2、倒入新丙酮，盖好罐盖，将丙酮柜子推回原位。 3、打开氮气阀门，观察压力表，指针指向绿色区域即为正常 四、显影液更换方法与丙酮溶液更换方法类似 相关图片： 注意事项： 1，更换新光刻胶及新显影液时需专人更换。 2，更换新光刻胶及新显影液后需试产顺利后方可量产。
看懂光刻机-光刻工艺流程详解
看懂光刻机:光刻工艺流程详解 半导体芯片生产主要分为IC 设计、IC 制造、IC 封测三大环节。IC 设计主要根据芯片的设计目的进行逻辑设计和规则制定，并根据设计图制作掩模以供后续光刻步骤使用。IC 制造实现芯片电路图从掩模上转移至硅片上，并实现预定的芯片功能，包括光刻、刻蚀、离子注入、薄膜沉积、化学机械研磨等步骤。IC 封测完成对芯片的封装和性能、功能测试，是产品交付前的最后工序。 芯片制造核心工艺主要设备全景图 光刻是半导体芯片生产流程中最复杂、最关键的工艺步骤，耗时长、成本高。半导体芯片生产的难点和关键点在于将电路图从掩模上转移至硅片上，这一过程通过光刻来实现，光刻的工艺水平直接决定芯片的制程水平和性能水平。芯片在生产中需要进行20-30 次的光刻，耗时占到IC 生产环节的50%左右，占芯片生产成本的1/3。 光刻工艺流程详解 光刻的原理是在硅片表面覆盖一层具有高度光敏感性光刻胶，再用光线（一般是紫外光、深紫外光、极紫外光）透过掩模照射在硅片表面，被光线照射到的光刻胶会发生反应。此后用特定溶剂洗去被照射/未被照射的光刻胶，就实现了电路图从掩模到硅片的转移。 光刻完成后对没有光刻胶保护的硅片部分进行刻蚀，最后洗去剩余光刻胶，就实现了半导体器件在硅片表面的构建过程。 光刻分为正性光刻和负性光刻两种基本工艺，区别在于两者使用的光刻胶的类型不同。负性光刻使用的光刻胶在曝光后会因为交联而变得不可溶解，并会硬化，不会被溶剂洗掉，从而该部分硅片不会在后续流程中被腐蚀掉，负性光刻光刻胶上的图形与掩模版上图形相反。 在硅片表面构建半导体器件的过程 正性光刻与负性光刻相反，曝光部分的光刻胶会被破坏从而被溶剂洗掉，该部分的硅片没
光刻工艺
光刻工艺 一、提示: 光刻工艺是集成电路制造中最关键的工艺之一。光刻是一种复印图像和化学腐蚀相结合的综合性技术。光刻的本质是把临时电路结构复制到以后要进行刻蚀和掺杂的晶圆上。这些结构首先以图形形式制作在被称为光刻掩膜版的石英膜版上，光刻工艺首先将事先做好的光刻掩膜版上的图形精确地、重复地转移到涂有光刻胶的待腐蚀层上，然后利用光刻胶的选择性保护作用，对需腐蚀图形层进行选择性化学腐蚀，从而在表面形成与光刻版相同或相反的图层。 二、概要: 光刻实际是将图形转移到一个平面的任一复制过程。本章先介绍了光刻的概念，接着介绍了光刻工艺的基本步骤，并相继介绍了光刻过程中的必备的两种材料，即掩膜版和光刻胶，然后对多种光刻设备做了简要介绍。本章需重点掌握光刻工艺、光刻胶及光刻设备等。 三、关键知识: 光刻的概念：光刻处于晶圆加工过程的中心，一般认为是集成电路（IC）制造中最关键的步骤，需要高性能以便结合其他工艺获得高成品率。光刻过程实际是图形由掩膜版转移到晶圆表面的过程。 光刻工艺的基本步骤：光刻工艺是一个复杂的过程，其中有很多影响其工艺宽容度的工艺变量。为了方便起见，这里将光刻工艺分成8个基本操作：气相成底膜、旋转涂胶、软烘（前烘）、曝光、烘焙、显影、坚膜（后烘）、显影检查。 光刻胶的分类：光刻包括两个基本的工艺类型，即正性光刻和负性光刻，因此用于光刻的光刻胶也有正胶和负胶之分。正性光刻是把与掩膜版上相同的图形复制到晶圆上，负性光刻是把与掩膜版上图形的相反图形复制到晶圆表面。 光刻设备：从早期的晶圆制造以来，光刻设备经历了几代的发展，每一代又以当时获得的特征尺寸分辨率所需的设备类型为基础。主要的光刻设备认为以下五代：接触式光刻机、接近式光刻机、扫描投影光刻机、分步重复光刻机和步进扫描光刻机。 四、重点讲解: 1、光刻的主要参数： （1）特征尺寸：一般是指MOS管的最小栅长，减小特征尺寸可以在单个晶圆上布局更多的芯片。光刻技术决定了在晶圆上的特征尺寸数值。 （2）分辨率：是指将晶圆上两个邻近的特征图形区分开来的能力。焦深是光焦点周围的一
第八章_基本光刻工艺流程-表面准备到曝光
第八章基本光刻工艺流程-表面准备到曝光 概述 最重要的光刻工艺是在晶圆表面建立图形。这一章是从解释基本光刻工艺十步法和讨论光刻胶的化学性质开始的。我们会按照顺序来介绍前四步（表面准备到对准和曝光）的目的和执行方法。 目的 完成本章后您将能够： 1．勾画出基本的光刻工艺十步法制程的晶圆截面。 2．解释正胶和负胶对光的反应。 3．解释在晶圆表面建立空穴和凸起所需要的正确的光刻胶和掩膜版的极性。4．列出基本光刻十步法每一步的主要工艺选项。 5．从目的4的列表中选出恰当的工艺来建立微米和亚微米的图形。 6．解释双重光刻，多层光刻胶工艺和平整化技术的工艺需求。 7．描述在小尺寸图形光刻过程中，防反射涂胶工艺和对比增强工艺的应用。8．列出用于对准和曝光的光学方法和非光学方法。 9．比较每一种对准和曝光设备的优点。 介绍 光刻工艺是一种用来去掉晶圆表面层上的所规定的特定区域的基本操作（图8.1）。Photolithography是用来定义这个基本操作的术语。还有其它术语为Photomasking, Masking, Oxide或者Metal Removal （OR,MR）和Microlithography。 光刻工艺是半导体工艺过程中非常重要的一道工序，它是用来在不同的器件和电路表面上建立图形（水平的）工艺过程。这个工艺过程的目标有两个。首先是在晶圆表面建立尽可能接近设计规则中所要求尺寸的图形。这个目标被称为晶圆的分辨率（resolution）。图形尺寸被称为电路的特征图形尺寸（feature size）或是图像尺寸（image size）。 第二个目标是在晶圆表面正确定位图形（称为Alignment或者Registration）。整个电路图形必须被正确地定位于晶圆表面，电路图形上单独的每一部分之间的相对位置也必须是正确的（图8.2）。请记住，最终的图形是用多个掩膜版按照特定的顺序在晶圆表面一层一层叠加建立起来的。图形定位的的要求就好像是一幢建筑物每一层之间所要求的正确的对准。很容易想象，如果建筑物每一层和每一层不能很好地对准，那么它会对电梯以及楼梯带来什么样的
track工艺介绍
导轨工艺简介 涂胶基本流程 ? HP ：HOT PLATE IND ：INDEXER AH ：ADHESION CHAMBER WITH HP ? AC ：ADHESION CHAMBER WITH CP SC ：SPIN COATER ? TR ：TRANSFER UNIT 涂胶前处理（PRIMING ） ? 目的：增加圆片衬底与光刻胶的粘附性 ? 化学试剂：HMDS （ 六甲基二硅胺 ） ? 气相涂布方法：1。常温下的HMDS 批处理箱 2。高温低真空下 的HMDS 批处理箱 3。高温低真空下（高温下）的HMDS 单片处理模块 ? 确认HMDS 的效果用接触角计测量，一般要求大于65度 ? 前处理注意事项 ? 来片衬底必须是干净和干燥的 DNS 涂胶系统图：
? HMDS 处理后应及时涂胶 ? HMDS 处理不能过度 ? 安全使用HMDS 涂胶（COATING ） ? 影响光刻胶厚度和均匀性的主要参数： ? 环境温度 ? 环境湿度 ? 排风净压力 ? 光刻胶温度 ? 光刻胶量 ? 旋转马达的精度和重复性 ? 回吸量 ? 预旋转速度，预旋转时间，最终旋转速度，最终旋转时间，最 终旋转加速度 软烘 （ SOFTBAKE ） 软烘目的： 3 1 N2 IN HMDS V APOR
?去除光刻胶中的溶剂 ?增加粘附性 ?提高E0的稳定性 ?减少表面力 软烘方法： ?热对流烘箱 ?红外线辐射 ?接触式（接近式）热版 ?软烘的关键控制点是温度和时间 显影前烘焙（PEB） ?目的：降低或消除驻波效应 ?PEB温度一般要求比软烘高15-20度 ?PEB一般采用接触式或接近式热板烘焙?PEB的关键控制点是温度与时间 显影（DEVELOPER） 目的： 简单的说就是去除已曝光部分的光刻胶显影方法： ?浸润显影（IMMESRSION） ?喷雾显影（SPRAY）
光刻工艺流程
光刻工艺流程 Lｉtｈoｇraphｙ Proｃｅss 摘要:光刻技术（ｌithogrａphy techｎｏlｏgy)是指集成电路制造中利用光学—化学反应原理和化学,物理刻蚀法，将电路图形传递到单晶表面或介质层上,形成有效图形窗口或功能图形的工艺技术。光刻是集成电路工艺中的关键性技术，其构想源自于印刷技术中的照相制版技术。光刻技术的发展使得图形线宽不断缩小，集成度不断提高，从而使得器件不断缩小,性能也不断提利用高。还有大面积的均匀曝光，提高了产量,质量，降低了成本。我们所知的光刻工艺的流程为:涂胶→前烘→曝光→显影→坚膜→刻蚀→去胶。 Aｂstｒacｔ:Litｈoｇraｐhy ｔｅchnｏｌｏgy is the manufacture of inteｇｒated ｃirｃuiｔｓｕsｉnｇ opticａl - ｃｈemｉcaｌ reａction ｐrinｃiple anｄ chemi ｃaｌ, physical etcｈing methoｄ, ｔhe ciｒcuit paｔｔeｒn is ｔransferreｄｔo the ｓinｇle cｒｙstaｌ sｕrfacｅｏr the dｉelｅctric layer to form an ｅffｅｃtｉve graｐhics wiｎdow or fuｎction ｇrａphics technolｏgｙ.Ｌithogrａphy ｉs the key ｔechnologｙ in integrａted ｃircｕit tｅchnolｏｇｙ, ｔhe iｄｅa origｉnａted in priｎｔｉnｇｔｅｃｈnoloｇy iｎ the photo lithｏｇｒaｐhi ｃｐｒoｃeｓs. Developmenｔ oｆ litｈograpｈy tｅｃhnologｙmaｋｅs ｇrａpｈic ｓｗidth ｓhrinｋiｎｇ, iｎｔegration contｉnues tｏiｍprove, so tｈat the ｄevｉces continue to shriｎk, the peｒｆormａnｃe ｉs alsｏ risinｇ．Thｅrｅ are even a laｒｇe aｒｅa of ｅxｐoｓuｒe， improvｅ the ｙield, qｕality aｎd ｒeduce costs. We ｋnow lithograｐhy proceｓｓ fｌoｗis: Phｏtoresist Ｃoating → Soft ｂａkｅ→ｅｘposure →ｄｅvｅlopmeｎt →ｈarｄ bakｅ→ etｃhｉng → Sｔｒip Phoｔｏｒesiｓt． 关键词:光刻,涂胶，前烘，曝光,显影，坚膜,刻蚀,去胶。 Key Wｏrds:liｔhｏgrapｈｙ，Pｈotoｒesｉst Coating，Sofｔｂake，exｐoｓurｅ,ｄeveｌopment,hard bakｅ ,etchｉng，Ｓtrip Ｐｈoｔoresｉｓｔ．
光刻工艺流程论文
光刻工艺流程 作者：张少军 陕西国防工业职业技术学院电子信息学院电子****班24号 710300 摘要：光刻(photoetching)是通过一系列生产步骤将晶圆表面薄膜的特定部分除去的工艺，在此之后，晶圆表面会留下带有微图形结构的薄膜。被除去的部分可能形状是薄膜内的孔或是残留的岛状部分。 关键词：光刻胶；曝光；烘焙；显影；前景 Abstract: photoetching lithography (is) through a series of steps will produce wafer surface film of certain parts of the process, remove after this, wafer surface will stay with the film structure. The part can be eliminated within the aperture shape is thin film or residual island. Keywords: the photoresist, Exposure; Bake; Enhancement; prospects 1基本光刻工艺流程—从表面准备到曝光 1.1光刻十步法 表面准备—涂光刻胶—软烘焙—对准和曝光—显影—硬烘焙—显影目测—刻蚀—光刻胶去除—最终目检。 1.2基本的光刻胶化学物理属性 1.2.1组成 聚合物+溶剂+感光剂+添加剂,普通应用的光刻胶被设计成与紫外线和激光反应，它们称为光学光刻胶（optical resist），还有其它光刻胶可以与X射线或者电子束反应。 ■负胶：聚合物曝光后会由非聚合态变为聚合状态，形成一种互相粘结的物质，抗刻蚀的，大多数负胶里面的聚合物是聚异戊二烯类型的，早期是基于橡胶型的聚合物。 ■正胶：其基本聚合物是苯酚-甲醛聚合物，也称为苯酚-甲醛Novolak树脂，聚合物是相对不可溶的，在用适当的光能量曝光后，光刻胶转变成可溶状态。
光刻工艺基础知识
光刻工艺基础知识PHOTO 光刻工艺基础知识PHOTO (注：引用资料) 光刻工艺基础知识 PHOTO PHOTO 流程? 答：上光阻→曝光→显影→显影后检查→CD量测→Overlay量测 何为光阻？其功能为何？其分为哪两种？ 搭：Photoresist(光阻).是一种感光的物质，其作用是将Pattern从光罩(Reticle)上传递到Wafer上的一种介质。其分为正光阻和负光阻。 何为正光阻? 答：正光阻，是光阻的一种，这种光阻的特性是将其曝光之后，感光部分的性质会改变，并在之后的显影过程中被曝光的部分被去除。 何为负光阻? 答：负光阻也是光阻的一种类型，将其曝光之后，感光部分的性质被改变，但是这种光阻的特性与正光阻的特性刚好相反，其感光部分在将来的显影过程中会被留下，而没有被感光的部分则被显影过程去除。 何谓Photo? 答：Photo=Photolithgraphy,光刻，将图形从光罩上成象到光阻上的过程。 Photo主要流程为何? 答：Photo的流程分为前处理，上光阻，Soft Bake, 曝光，PEB，显影，Hard Bake 等。 何谓PHOTO区之前处理? 答：在Wafer上涂布光阻之前，需要先对Wafer表面进行一系列的处理工作，以使光阻能在后面的涂布过程中能够被更可靠的涂布。前处理主要包括Bake，HDMS等过程。其中通过Bake将Wafer表面吸收的水分去除，然后进行HDMS(六甲基乙硅氮烷，以增加光阻与晶体表面附着的能力)工作，以使Wafer表面更容易与光阻结合。 何谓上光阻? 答：上光阻是为了在Wafer表面得到厚度均匀的光阻薄膜。光阻通过喷嘴（Nozzle）被喷涂在高速旋转的Wafer表面，并在离心力的作用下被均匀的涂布在Wafer的表面。 何谓Soft Bake? 答：上完光阻之后，要进行Soft Bake，其主要目的是通过Soft Bake将光阻中的溶剂蒸发，并控制光阻的敏感度和将来的线宽，同时也将光阻中的残余内应力释放。
光刻技术知识问与答
何谓 DUV？ 答：曝光过程中用到的光，其波长为248nm，其波长较短，因此曝光完成后的图形分辨率较好，用于较为重要的制程中。 I-line与DUV主要不同处为何? 答：光源不同，波长不同，因此应用的场合也不同。I-Line主要用在较落后的制程（0.35微米以上）或者较先进制程（0.35微米以下）的Non-Critical layer。DUV则用在先进制程的Critical layer上。 何为Exposure Field? 答：曝光区域，一次曝光所能覆盖的区域 何谓 Stepper? 其功能为何? 答：一种曝光机，其曝光动作为Step by step形式,一次曝整個exposure field,一個一個曝過去何谓 Scanner? 其功能为何? 答：一种曝光机，其曝光动作为Scanning and step形式, 在一個exposure field曝光時, 先Scan 完整個field, Scan完後再移到下一個field. 何为象差？ 答：代表透镜成象的能力,越小越好. Scanner比Stepper优点为何？ 答：Exposure Field大，象差较小 曝光最重要的两个参数是什幺？ 答：Energy(曝光量), Focus(焦距)。如果能量和焦距调整的不好，就不能得到要求的分辨率和要求大小的图形，主要表现在图形的CD值超出要求的范围。因此要求在生产时要时刻维持最佳的能量和焦距，这两个参数对于不同的产品会有不同。 何为Reticle? 答：Reticle也称为Mask，翻译做光掩模板或者光罩，曝光过程中的原始图形的载体，通过曝光过程，这些图形的信息将被传递到芯片上。 何为Pellicle? 答：Pellicle是Reticle上为了防止灰塵(dust)或者微塵粒子(Particle)落在光罩的图形面上的一层保护膜。 何为OPC光罩？ 答：OPC (Optical Proximity Correction)为了增加曝光图案的真实性，做了一些修正的光罩，例如，0.18微米以下的Poly, Metal layer就是OPC光罩。 何为PSM光罩？ 答：PSM (Phase Shift Mask)不同于Cr mask, 利用相位干涉原理成象，目前大都应用在contact layer以及较小CD的Critical layer（如AA，POLY，METAL1）以增加图形的分辨率。 何為CR Mask？ 答：傳統的鉻膜光罩,只是利用光訊0與1干涉成像,主要應用在較不Critical 的layer 光罩编号各位代码都代表什幺？ 答：例如003700-156AA-1DA, 0037代表产品号，00代表Special code,156代表layer,A代表客户版本，后一个A代表SMIC版本，1代表FAB1，D代表DUV(如果是J,则代表I-line),A代表ASML机台（如果是C，则代表Canon机台） 光罩室同时不能超过多少人在其中？ 答：2人，为了避免产生更多的Particle和静电而损坏光罩。 存取光罩的基本原则是什幺？ 答：(1) 光罩盒打开的情况下，不准进出Mask Room,最多只准保持2个人(2) 戴上手套(3) 轻
光刻工艺问答
精心整理PHOTO流程? 答：上光阻→曝光→顯影→顯影後檢查→CD量測→Overlay量測 何为光阻？其功能为何？其分为哪两种？ 答：Photoresist(光阻).是一种感光的物质，其作用是将Pattern从光罩(Reticle)上传递到Wafer 上的一种介质。其分为正光阻和负光阻。 何谓PHOTO区之前处理? 答：在Wafer上涂布光阻之前，需要先对Wafer表面进行一系列的处理工作，以使光阻能在后面的涂布过程中能够被更可靠的涂布。前处理主要包括Bake，HDMS等过程。其中通过Bake将Wafer 表面吸收的水分去除，然后进行HDMS工作，以使Wafer表面更容易与光阻结合。 何谓上光阻? 答：上光阻是为了在Wafer表面得到厚度均匀的光阻薄膜。光阻通过喷嘴（Nozzle）被喷涂在高
速旋转的Wafer表面，并在离心力的作用下被均匀的涂布在Wafer的表面。 何谓SoftBake? 答：上完光阻之后，要进行SoftBake，其主要目的是通过SoftBake将光阻中的溶剂蒸发，并控制光阻的敏感度和将来的线宽，同时也将光阻中的残余内应力释放。 何谓曝光? 答：曝光是将涂布在Wafer表面的光阻感光的过程，同时将光罩上的图形传递到Wafer上的过程。 答：曝光过程中用到的光，由MercuryLamp(汞灯)产生，其波长为365nm，其波长较长，因此曝光完成后图形的分辨率较差，可应用在次重要的层次。 何谓DUV？ 答：曝光过程中用到的光，其波长为248nm，其波长较短，因此曝光完成后的图形分辨率较好，用于较为重要的制程中。
答：光源不同，波长不同，因此应用的场合也不同。I-Line主要用在较落后的制程（0.35微米以上）或者较先进制程（0.35微米以下）的Non-Criticallayer。DUV则用在先进制程的Criticallayer 上。 何为ExposureField? 答：曝光区域，一次曝光所能覆盖的区域 何谓Stepper?其功能为何? 何为Pellicle? 答：Pellicle是Reticle上为了防止灰塵(dust)或者微塵粒子(Particle)落在光罩的图形面上的一层保护膜。 何为OPC光罩？